Сегодня мы поговорим еще об одном методе геомеханического мониторинга – измерения раскрытия трещин.
Трещины растяжения в области верхней бровки откоса могут служить первым признаком неустойчивости. Поэтому в случае их появления у бровки откоса или в его пределах необходим контроль длины, ширины раскрытия трещин и вертикальных смещений по ним. Измерения трещин дают ключ к пониманию поведения всего борта, а направление сдвижения часто может определяться по рисунку образовавшихся трещин, в частности, путем сопоставления неровных краев трещин.
Поскольку смещение трещин лучше наблюдать на торкретированной поверхности, чем на поверхности породы, в целях облегчения мониторинга сдвижения пород на нее может наноситься тонкий слой торкрета, бетона или штукатурки.
В грунтах, выветрелых или слабых породах измерения лучше проводить между глубоко погруженными опорными точками (анкерами). Расстояние между анкерами и их заглубление должно быть достаточным для их надежного закрепления. Измерения могут проводиться с помощью портативного ленточного экстензометра. Те же анкеры могут использоваться для различных стационарных электрических датчиков перемещения или деформации, как описано ниже. Для измерения дифференциальных вертикальных смещений может использоваться портативный инклинометр - в качестве дополнения к измерениям расстояний между анкерами. Он состоит из чувствительного уровня с воздушным пузырьком, устанавливаемого на штангу с микрометрическим винтом на конце.
Репера для измерения раскрытия трещин
С каждой стороны трещины растяжения в определенных местах прочно вбиваются стальные или деревянные штыри. Расстояние между двумя штырями периодически измеряется с помощью рулетки, штангенциркуля или микрометра, чтобы определить величину и скорость ее раскрытия (рисунок 1).
Данный метод прост, экономичен и дает возможность прямого измерения, но не пригоден для большоrо количества замеров, поскольку относительно низкопроизводителен и требует больших трудозатрат, особенно на участках с затрудненным доступом. Тем не менее, он доказал свою эффективность с точки зрения сбора данных в определенных условиях.
Также раскрытие трещин можно замерять с закреплением на реперах телескопически скользящих оцифрованных реек (рисунок 2)
а, г - измерения с применением шпагата и угломера; б - наблюдения за смещением массива по поверхности ослабления с применением маркирующих штрихов; в - измерения с использованием оцифрованных реек.
Периодичность взятия отсчетов по парным реперам определяется в зависимости от скорости раскрытия трещины и опасности возникновения обрушения. Резкое возрастание скоростей смещений свидетельствует о приближении момента обрушения.
Автоматическая система измерения раскрытия трещин показана на рисунке 3.
Она включает в себя вибрационный струнный экстензометр, предназначенный для измерения смещений между трещинами в бетонных, породных, грунтовых и структурных элементах. Экстензометр растягивается между стальными или деревянными реперами по обеим сторонам трещины. Перемещения изменяют натяжение внутренней струны, и, соответственно, частоту ее вибрации. Данный прибор имеет высокую степень точности и разрешения, что позволяет получать визуальные и звуковые предупреждения через контроллер аварийных сигналов при смещениях выше заданного порога.
